Ny metode til direkte at måle spændingsfelter i transparente faste stoffer

Laser doppler vibrometer (LDV) teknologi bruges til at måle vibrationen af ​​et objekts overflade.

For at opnå forholdet mellem de målte parametre for LDV og spændingskomponenterne i faste stoffer, forskere fra Institute of Acoustics ved det kinesiske videnskabsakademi (IACAS) foreslog en ny målemetode, hvorigennem spændingsfeltet i det transparente faststof kunne måles direkte ud fra LDV.

Sammenlignet med traditionelle metoder, LDV har højere følsomhed og intuitivitet og kan bruges til at observere ultralydsbølgen i transparent fast stof.

Derudover den er følsom over for dynamisk stress, men reagerer ikke på statisk stress. Følgelig, det ville ikke blive påvirket af restspænding i gennemsigtigt fast stof.

Forskere konverterede den målte stråle udsendt fra LDV til lineært polariseret lys ved at tilføje en roterbar lineær polarisator til den optiske vej. Som en ny måledimension, laserens polarisationsretning kunne give flere oplysninger om det målte objekt.

Når polariseret laserlys rejste ind i det gennemsigtige faste stof, laserens frekvens, retningen af ​​dens polarisering og spændingskomponenterne i det indre spændingsfelt blev koblet. Spændingsfelterne i det faste stof blev præcist beregnet ved automatisk behandling af måleresultaterne.

Forskere brugte K9 optisk glas med en bånddefekt som eksempel. De langsgående bølger exciteret af ultralydssonden rejste ned fra toppen af ​​glasblokken og blev spredt af bånddefekter. LDV optog billeder af elastisk bølge hver gang, inklusive tre uafhængige stresskomponenter. Finite element analyse (FEA) resultater validerede den nye metode.

Studiet, offentliggjort i Journal of Sound and Vibration , blev støttet af National Natural Science Foundation of China.